En 1925, les comédiens Armand Tallier et Laurence Myrga choisissent l'ancienne salle des concerts Colonne dans la petite rue des Ursulines pour installer un nouveau type de cinéma, destiné à projeter des films d’avant-garde, à un public éveillé et cultivé : c’est ainsi que naît le cinéma d’avant-garde en France, et qu’apparaît la première salle de cinéma « spécialisée », précurseur des salles « art et essai ».
La salle est le cadre, le , de la première du film La Coquille et le Clergyman de Germaine Dulac[2], d'après un scénario d'Antonin Artaud, qui est chahutée par les surréalistes, André Breton et Louis Aragon en tête. Ce scandale entraîne une bagarre et l'arrêt de la projection. Armand Tallier ne fait pas appel à la police et reprend la programmation du film quelques semaines plus tard.
Armand Tallier représente alors le cinéma du cœur et de l’esprit plus que le cinéma de l’argent.
Années 1950 : participation à la création de l'AFCAE
Depuis , la programmation du Studio des Ursulines est majoritairement destinée en journée à l'art et essai « Jeune public », et en soirée au cinéma d'animation et/ou à des rencontres de type ciné-club.
Dans la fiction
Dans le roman Les Raisins verts (1950) de Pierre-Henri Simon, Denis Van Smeevorde se rend un soir au Studio des Ursulines pour y voir la présentation d'un film soviétique.
Une des dernières scènes du film Jules et Jim se déroule au Studio des Ursulines, où les trois héros se rencontrent par hasard.
La fin du film Chantrapas et une scène de Après mai ont été tournées au Studio des Ursulines.
Tumulte aux Ursulines, d'Alexandre Deschamps, Nicolas Droin, Laurent Navarri, 15 minutes, 2007, entretien entre Alain Virmaux et Prosper Hillairet, au Studio des Ursulines, sur le chahut de la première de La Coquille et le Clergyman.